Próby współspalania biomasy w jednostkach wytwórczych PKE S.A. POŁUDNIOWY KONCERN ENERGETYCZNY S.A. Próby współspalania biomasy w jednostkach wytwórczych PKE S.A. Janusz Tchórz

POŁUDNIOWY KONCERN ENERGETYCZNY S.A. powstał 24 maja 2000r. a działalność gospodarczą rozpoczął z dniem 1 stycznia 2001. Jest firmą powstałą z siedmiu elektrowni z południa Polski (Jaworzno III, Łaziska, Łagisza, Siersza, Halemba, Blachownia i EC Katowice). W styczniu 2002r. do Południowego Koncernu Energetycznego został przyłączony ZEC Bielsko Biała. Łączna zainstalowana moc elektryczna wynosi 5022 MWe a moc cieplna 2380 MWt, w 2002 roku udział w rynku energii elektrycznej sprzedanej przekracza 14%, a moc zainstalowana to około 15,7% mocy polskiego systemu energetycznego. Wszystkie elektrownie Koncernu pracują w oparciu o węgiel kamienny (roczne zużycie to około 10 do 11 mln ton). Zasadniczym powodem oddolnej fuzji elektrowni była potrzeba obniżania kosztów wytwarzania energii elektrycznej, zwiększenie zdolności konkurencyjnej, zdolności inwestycyjnej, w tym kredytowej.

W skład PKE S.A. weszły następujące elektrownie i elektrociepłownie: El.Jaworzno III, El.Łaziska, El.Siersza, El.Łagisza, ECKatowice,El.Halemba, El.Blachownia, ZEC Bielsko Biała El. Łagisza Elektrociepłownia Katowice El. Łaziska Elektrownia Jaworzno III El. Siersza El. Halemba Moc elektr. zainstal – 1635 MWe Moc cieplna – 464 MWt Moc elektr. zainstal – 840 MWe Moc cieplna – 425 MWt Moc elektr. zainstal – 163 MWe Moc cieplna – 495 MWt Moc elektr. zainstal – 1155 MWe Moc cieplna – 196 MWt Moc elektr. zainstal – 135 MWe Moc cieplna – 693 MWt Moc elektr. zainstal – 165 MWe Moc cieplna – 174 MWt Moc elektr. zainstal – 763 MWe Moc cieplna – 37 MWt Moc elektr. zainstal 200 MWe Moc cieplna – 58 MWt El. Blachownia ZEC Bielsko Biała

Południowy Koncern Energetyczny S.A. PKE posiada duży potencjał techniczny umożliwiający produkcję energii odnawialnej po konkurencyjnych na tym rynku cenach w postaci bloków energetycznych z kotłami fluidalnymi Przystosowanie kotłów fluidalnych do współspalania biomasy (do 10% udziału energii chemicznej doprowadzonej do kotła) z węglem ogranicza się głównie do dobudowania linii przygotowania i podawania paliwa do kotła i nie wymaga tak wysokich nakładów inwestycyjnych, jak budowa nowych kotłów na biomasę czy też innych źródeł energii odnawialnej Najważniejszym problemem jest: pozyskanie odpowiedniej ilości biomasy po uzasadnionych ekonomicznie cenach loco elektrownia logistyka dostaw magazynowanie uregulowania prawne

Idea współspalania biomasy z paliwem podstawowym w istniejących kotłach fluidalnych STRUMIEŃ ENERGII W PALIWIE PODSTAWOWYM 90% energii doprowadzonej STRUMIEŃ ENERGII ODNAWIALNEJ Udział biomasy 10% energii doprowadzonej Energia chemiczna doprowadzona do kotła

Przykładowe objętości różnych rodzajów paliw w formie zmielonego ziarna.

Założenia: Zrębki - Qri = 10GJ/t dla pozyskiwanych zrębków drzewnych, wierzba - złożono plon 20t/ha, Qri = 15GJ/t Słoma- Qri = 15GJ/t, średni plon 5t/ha, założono że energetycznie wykorzystuje się 25% całkowitej produkcji słomy

Przeprowadzone próby współspalania zrębki drzewnej w EC Katowice W Elektrociepłowni Katowice przeprowadzono próby współspalania z paliwem podstawowym (miał i muł węglowy) zrębek drzewnych. Kocioł: Typ – CFB kocioł cyrkulacyjny ze złożem fluidalnym; 352MWt, 483tpary/h Temperatura pary wylotowej 540oC Ciśnienie pary wylotowej 13,8MPa Sprawność 91%

Elektrociepłownia Katowice Zrębki drzewne pozyskane z drzew iglastych i liściastych o granulacji < 120mm (suma wymiarów długość+szerokość+wysokość) Wartość opałowa 8097- 9759 kJ/kg Wilgoć całkowita 40 – 65% Popiół roboczy średnio 0,37%

Elektrociepłownia Katowice Przygotowanie mieszanki biomasy i miału węglowego Wydzielenie taśmociągu na który podawana była biomasa Podawania biomasy na warstwę miału znajdującego się na taśmociągu Mieszanie i ujednorodnienie paliwa na kolejnych przesypach - dawało to stosunkowo dobre ujednorodnienie mieszanki kierowanej do zasobnika Transport mieszanki układem podajników węgla poprzez kruszarkę do kotła Następny►

Elektrociepłownia Katowice – wybrane wnioski Podanie mieszaniny biomasy z węglem ciągami nawęglania, przez kruszarkę do zasobnika odbyło się bez problemów Mieszanina trafiająca do zasobnika była jednorodna Spalanie odbywało się stabilnie Mierzone i rejestrowane przez system pomiarowy EC Katowice poziomy emisji pyłu jak również gazowych składników spalin tj. SO2, NOx i CO w trakcie przeprowadzania prób nie odbiegały od wartości uzyskiwanych podczas normalnej eksploatacji kotła (spalanie mułu i miału węglowego) Na podstawie prowadzonych pomiarów własności fizykochemicznych popiołów dennego i lotnego nie stwierdzono różnic w stosunku do popiołów powstających podczas normalnej eksploatacji kotła Podczas pracy z udziałem biomasy 10% (energetycznie) w zasobniku tworzą się nawisy, przedmuchy i zaniki w podawaniu paliwa do kotła Próby ze spalaniem mieszanki biomasy z węglem zostały zakończone przy energetycznym udziale biomasy wynoszącym 5,13% całkowitej energii chemicznej paliwa przy stabilnym procesie podawania do kotła i spalania – dla takiego udziału biomasy w paliwie praca układów odbywała się bez zastrzeżeń

Przeprowadzone próby współspalania zrębki drzewnej w Elektrowni Siersza W Elektrowni Siersza przeprowadzono próby współspalania z paliwem podstawowym zrębek drzewnych. Kocioł: Typ – OFz-425 kocioł cyrkulacyjny ze złożem fluidalnym; 336MWt, 425tpary/h Temperatura pary wylotowej 560oC Ciśnienie pary wylotowej 16,1MPa Sprawność 91%

Elektrownia Siersza Przygotowanie i podawanie biomasy Zrębki drzewne pozyskane z drzew iglastych i liściastych o granulacji < 120mm (suma wymiarów długość+szerokość+wysokość) Wartość opałowa 6200 - 8000 kJ/kg Wilgoć całkowita 50 – 60% Popiół roboczy średnio 0,7% Przygotowanie i podawanie biomasy Przystosowanie „rezerwowej” ładowarki do ładowanie biomasy Załadunek zrębek na warstwę miału węglowego znajdującą się na taśmociągu Transport miału i zrębek jednym taśmociągiem do zasobnika przykotłowego – mieszanie, ujednorodnienie materiału na przesypach

Elektrownia Siersza

Elektrownia Siersza – wybrane wnioski Podczas przeprowadzonych prób nie stwierdzono żadnych negatywnych zjawisk wpływających na ewentualne pogorszenie parametrów uzyskiwanych przez kocioł Podczas przeglądu kotła po wykonanych próbach nie zauważono negatywnych skutków, zarówno jeśli chodzi o czystość powierzchni ogrzewalnych jak również stan podajników węgla W kotle OFz-425 można spalać do 10% biomasy, warunkiem aby taki udział uzyskać jest budowa osobnej linii podawania biomasy Nie można podawać samych zrębek do zasobnika przykotłowego ze względu na możliwość zawieszania się w zasobniku jak również występujące przedmuchy z układu podajników węgla

Przeprowadzone próby współspalania mączki mięsno kostnej w Elektrowni Jaworzno III/II W Elektrowni Jaworzno III/II przeprowadzono próby współspalania z paliwem podstawowym maczki kostno zwierzęcej Kocioł: Typ – CFB kocioł cyrkulacyjny ze złożem fluidalnym; 180MWt, 260tpary/h Temperatura pary wylotowej 540oC Ciśnienie pary wylotowej 13,7MPa Sprawność 91%

Elektrownia Jaworzno III/II Podstawowym celem próby było znalezienie sposobu zagospodarowywania mączki mięsno-kostnej w aspekcie ochrony zdrowia ludzi, zwierząt i środowiska, a także pozyskanie alternatywnego źródła paliwa odnawialnego. Podstawowe parametry mączki kostno zwierzęcej Wodór [%] 4 ÷ 5 Siarka [%] 0,4 ÷ 0,6 Popiół [%] 25 ÷ 30 Wilgotność całkowita[%] 1,2 ÷ 2,5 Wartość opałowa [MJ/kg] 17,5 ÷ 20 Chlor [%] 0,5 ÷ 0,7 Fluor [%] 0,010 ÷ ,015 Potas [%] 0,20 ÷ 0,30 Sód [%] 1,50 ÷ 1,80 Fosfor [%] 8,00 ÷ 9,00

Elektrownia Jaworzno III/II Dla celu przeprowadzenia prób została wykonana instalacja pilotowa do rozładunku, tymczasowego magazynowania i podawania mączki do kotła. Instalacja podawania Rozładunek mączki

Elektrownia Jaworzno III/II – instalacja rozładunku Powrót Następny►

Elektrownia Jaworzno III/II – instalacja podawania Powrót Następny►

Elektrownia Jaworzno III/II – wybrane wnioski Z energetycznego punktu widzenia mączka mięsno-kostna jest bardzo atrakcyjnym paliwem alternatywnym i może być współspalana z węglem w kotłach fluidalnych. Wyniki analiz chemicznych popiołów lotnego i dennego nie różnią się przy porównaniu ich dla samego węgla i przy współspalaniu mączki. Wyniki pomiarów stężenia emisji pyłowej i gazowej również nie wykazują istotnych różnic pomiędzy spalaniem samego węgla i współspalaniem mączki mięsno-kostnej. Z uwagi na dużą zawartość tłuszczu w mączce mięsno-kostnej nie zaleca się stosowania transportu pneumatycznego. Z uwagi na ostre wymogi sanitarno-weterynaryjne proces transportu mączki musi być tak zorganizowany aby ograniczyć do minimum kontakt z pracownikami. Z uwagi na intensywny nieprzyjemny zapach zbiornik magazynowy i instalacja transportowa muszą zapewnić odpowiednią szczelność.

Prowadzone przez PKE S. A Prowadzone przez PKE S.A. działania zmierzające do wdrożenia produkcji energii odnawialnej Biorąc pod uwagę istniejące zasoby PKE S.A. i wykorzystując wyniki przeprowadzonych prób współspalania opracowywane są wariantowe koncepcje instalacji podawania biomasy do kotłów w celu wyboru najkorzystniejszego ekonomicznie i technologicznie rozwiązania które zostanie przyjęte do realizacji Prowadzone są prace studialne w zakresie możliwości pozyskania biomasy i paliw alternatywnych: rynek biomasy trzeba dopiero rozpoznać i stworzyć mechanizmy, które spowodują podaż wymaganej ilości i jakości biomasy Opracowywana jest logistyka dostaw biomasy i przygotowania w różnych wariantach biomasy dla potrzeb PKE S.A. Prowadzone są działania zmierzające do wypracowania procedur rozliczania energii odnawialnej wytwarzanej poprzez współspalanie biomasy z paliwem podstawowym

Dziękuję ...i zapraszam do współpracy.